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波纹钢埋置式桥涵施工技术

2019/3/17 10:59:44 次浏览 来源:http://www.gsgbwg.com   分类:施工技术

[导读] 在国家大力提倡保护环境、低碳经济、可持续发展的政策背景下,尤其是近年来在国内钢材产能过剩、价格低迷的市场环境下,波纹钢埋置式结构具有更加优越的性价比和社会效益,在公路、市政等诸多领域有着广阔的应用空间。..

      美国、加拿大等国已将波纹钢管广泛应用于公路工程,并制定了设计、制造及施工安装手册,具有成熟的波纹钢管涵洞设计理论和修建经验,非洲多数国家在基础设施建设中也大量使用波纹钢管涵洞。有关资料表明,波纹钢管涵的寿命完全可以达到设计寿命,甚至超过设计寿命。

      目前国内尚没有支持波纹钢管桥涵设计和施工的技术标准。近年来的一些应用基本上都是参照加拿大CHBDC规范并根据设计单位和制造商对这种结构的认识和经验进行设计和施工,因而未能得以大规模推广。

波纹钢埋置式桥涵是一种具有较高的承载力和较强变形适应能力的地下柔性结构,其基本原理是将平钢板加工成波纹形状,大大增加其截面惯性矩,因而也大幅增加其承载能力,并通过结构周围土体的弹性约束和变形实现土压力的重新分布,利用土与结构的相互作用来分散上部荷载。

施工技术

(1)《CSPC系列波纹钢管涵洞设计通用图》确定了不同填土高度下波纹管的结构尺寸。涵洞直径从0.75m到10m,包含了14种孔径,对应7种波形,涵盖了《公路涵洞通道用波纹钢管(板)》(JT/T791-2010)全部产品规格及国内所有生产厂家的生产能力范围,可适应公路、市政桥涵的各种设计要求。开发了《CSBS系列波纹钢埋置式结构产品设计图》,包括整体管产品、结构板产品、管箍和连接件产品、配件产品、洞口产品、耐磨衬垫产品等,规范了各种产品的技术参数、生产工艺与流程、安装与施工方法。《CSPB系列波纹钢板埋置式通道、小桥设计通用图》以开口截面的半圆弧拱和多圆弧拱为主要断面形式,确定了6m~12m跨径的波纹钢通道小桥尺寸规格。《波纹钢埋置式结构设计施工手册》可作为公路、市政等工程领域波纹钢埋置式结构的生产、设计、施工、维护的技术手册。形成湖北省地方标准《公路波纹钢埋置式桥涵设计与施工规范》

(2)特别适用于超高填方与软弱地基,最大填土高度可达55m。

(3)包括多种管箍连接构造(6项专利,包括凹形管箍、波纹形管箍、带法兰管箍、帽形管箍、平直管箍、半波形管箍)。通过与多种连接件和垫圈的组合使用,可显著提高连接强度和密封性能,更好地保证结构整体的耐久性。波纹钢管可通过与各种联接配件组装,便捷、经济地实现弯曲和分岔桥涵。

(4)提出了一些适用于波纹钢埋置式结构的轻型端部构造。

(5)提出了适合于波纹钢管涵洞的新型填筑方法。

(6)发明了适合于波纹钢管涵洞的抗冲刷耐磨塑料衬垫

(7)提出了耐久性设计方法和采用金属涂层、非金属涂层、内部衬砌等措施提高波纹钢埋置式结构使用寿命的多种设计方案。

(8)形成了一整套波纹钢埋置式结构的安装、施工、检查、维护与修复的详细工法和质量控制标准。

3、前景

波纹钢埋置式结构具有良好的变形适应能力,特别适用于常年冻土、膨胀土、软土、湿陷性黄土等不良地质条件、高填方路段、地震地区的公路或铁路涵洞与通道;深波纹和超厚结构板的开发,使得波纹钢埋置式结构的跨越能力进一步提高。可广泛用于有弯曲、分岔等特殊需要的市政、水利和人防工程;还特别适用于军事、抢险、灾后重建等快修工程及道路改扩建工程中对原有结构的加固、置换、修复或接长。与欧美国家相比,国内钢结构在公路、市政工程中的应用并不普遍,这可能与我国钢材曾经短缺的历史和材料生产和加工工艺水平相对较低有关。

我国公路桥梁以钢筋混凝土结构为主,约占桥梁总数的85%,而钢桥占比则不到1%。相比之下,美国钢结构桥梁占比达到33%,日本则达到了41%。但随着国内基础设施建设的快速发展,我国钢产量已多年位居世界第一,2013年达到7.82亿吨,超过全球总产量的50%,但多年来,我国钢铁产能的增速始终高于需求的增速。钢铁产能从2004年底 4.2亿吨上升到2012年底的9.7亿吨,但国内钢铁产能的利用率仅达到72%,远低于合理水平。与混凝土结构相比,钢结构不仅强度高、自重轻、施工工期短、构造灵活,还具有回收利用率高的特点。

      在国家大力提倡保护环境、低碳经济、可持续发展的政策背景下,尤其是近年来在国内钢材产能过剩、价格低迷的市场环境下,波纹钢埋置式结构具有更加优越的性价比和社会效益,在公路、市政等诸多领域有着广阔的应用空间。

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